第四紀(jì)地質(zhì)與地貌 4 第四章 重力地貌與堆積物.ppt

1、New Horizon College English,第四章 重力地貌及堆積物,一、斜坡重力作用及其分類 二、斜坡重力地貌及堆積物 三、斜坡地貌的發(fā)展,一、斜坡重力作用及其分類,1、斜坡的塊體運動 （1）斜坡的分類 可按不同特征進行分類，如地貌位置、形態(tài)、物質(zhì)成分、成因、巖石傾向與斜坡的關(guān)系等。 基巖斜坡、碎屑坡；凹形坡、凸形坡；順向坡、反向坡、切向坡；侵蝕坡、剝蝕坡、坡積坡和人工坡等等。,一、斜坡重力作用及其分類,（2）斜坡塊體運動 定義：斜坡上的巖體或松散的土體（統(tǒng)稱塊體）在重力作用下沿斜坡往下運動的過程稱塊體運動。塊體運動是引起斜坡不穩(wěn)定的主要原因。 穩(wěn)定性： K= ， K1, 塊體穩(wěn)

2、定； K1, 塊體不穩(wěn)定 塊體的穩(wěn)定性取決于：坡度、土體內(nèi)摩擦力、土體黏結(jié)力、和坡高等因素。,抗滑力,下滑力,一、斜坡重力作用及其分類,2、重力作用分類 可以分為三大類（表） （1）滾落作用 （2）滑動作用 （3）流動作用,斜坡重力作用分類表,（1）滾落作用,崩塌：陡坡（50度）上的巖體或土體在重力作用下，突然發(fā)生急劇的向下崩落、滾落和翻轉(zhuǎn)運動的過程，稱為崩塌。 山崩：發(fā)生在山地的大規(guī)模崩塌。 塌岸：發(fā)生在岸坡 塌陷：在巖溶洞穴土在樓上，水在樓下 塌方：發(fā)生在土石體中 冰崩和雪崩：發(fā)生在冰雪中。,浙江甬臺溫高速公路崩塌,60多米的山體突然崩塌，近1.5萬立方的石頭傾瀉而下，掩蓋了整條高速公路，

3、最大的石塊足足有800立方米。,（1）滾落作用,錯落：巖體沿陡坡、陡崖上平行發(fā)育的一些近于垂直的破裂面發(fā)生整體下坐位移，其垂直位移大于水平位移。移動巖體基本上保持原巖結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀。,（1）滾落作用,撒落：斜坡（3050度）上的風(fēng)化碎石在重力作用下，長期不斷往坡下墜落的現(xiàn)象。 對斜坡改造起重要作用，但不造成重大災(zāi)害。,（2）滑動作用,滑坡：斜坡上的巖體或土體在重力作用及水的參與下，沿著一定的滑動面或滑動帶作整體下滑的現(xiàn)象。 特點：物質(zhì)成分構(gòu)成原始斜坡的巖土體 動力重力 具有軟弱面滑動面 運動過程具整體性 滑坡的雙重含義： 過程、堆積物 我國的分布: 云、貴、川,（3）流動作用,A、泥流：斜坡上的厚

4、層風(fēng)化土石（或黃土、紅土）被水浸泡飽和后，在重力作用下，往斜坡下緩慢流動的現(xiàn)象。 熱帶、溫帶于暴雨集中區(qū)，坡度20-40之間。 寒冷氣候區(qū)：形成凍融泥流。 地貌：泥流階地、泥流階地群（融凍泥流） 堆積物：泥土與碎石混雜，無分選和層理。稀性泥石流的主要物源。,（3）流動作用,B、土層蠕動 斜坡上的表層巖屑，受溫差或凍脹影響，在重力作用下發(fā)生順坡緩慢移動的現(xiàn)象。（土爬） 速度慢，幾mm幾十cm/年。但長期積累也會引起建筑物的破壞。 原因：重力作用，斜坡上碎石片熱脹冷縮，使土層緩慢移動。,斜坡上的碎屑或土壤顆粒因日溫差或干濕變化而發(fā)生脹縮，也可造成向下坡蠕動。當(dāng)碎屑顆粒受濕或增溫時，體積膨脹，顆粒相

5、互擠壓，碎屑被擠出原來位置而向下坡移動（a）；碎屑變干或降溫時，體積縮小，其間形成空隙，使上部碎屑失去支持引起下移（b）。,（3）流動作用,C、片流作用 降雨或冰雪融化后在斜坡表面上形成的面狀水流（片流）對坡面的破壞作用。 可以帶走雨滴濺起的泥沙，對坡面上松散的土層產(chǎn)生較均勻的破壞作用，即面狀洗刷作用。它是水土流失的重要原因。 坡度為45度時片流作用最強。,二、斜坡重力地貌及堆積物,1、崩塌（Collapse） （1）定義 （2）崩塌形成的條件和影響因素 A、地層巖性 B、地質(zhì)構(gòu)造 C、地貌 D、水體 E、地震 F、人類活動,（2) 崩塌形成的條件和影響因素,A、地層巖性 沉積巖：堅硬且脆性的

6、巖石、軟硬相間的巖石（照片） 巖漿巖：垂直節(jié)理發(fā)育的或有后期巖脈、巖墻穿插的巖體。,青藏公路旁巖石的崩塌,（2) 崩塌形成的條件和影響因素,B、地質(zhì)構(gòu)造 斷裂、褶皺、構(gòu)造節(jié)理（照片） C、地形地貌 坡度4550，高度20m（表）；反坡上的懸崖易發(fā)生崩塌（照片）,風(fēng)州工務(wù)段崩塌次數(shù)與坡度高度關(guān)系,（2) 崩塌形成的條件和影響因素,D、水體的影響 降雨：崩塌次數(shù)與降雨量成正比（寶成鐵路） 地表流水：坡腳被掏蝕、凹岸被沖刷（照片） 地下水：對塊體的浮托力和靜壓力；裂縫水的動水壓力、對充填物的軟化作用、帶走粒物質(zhì)降低凝聚力。 E、地震的影響,重慶忠縣長江岸旁的崩塌,（2) 崩塌形成的條件和影響因素,F

7、、人類活動的影響 邊坡設(shè)計過高、過陡 不適宜地采用大爆破 施工程序不當(dāng) 對潛在崩塌體認識不足,崩 塌 的 治 理,（3）崩塌形成的地貌,剝蝕地貌：崩塌陡坎 堆積地貌：倒石堆 倒石堆的特點：碎屑物質(zhì)大小混雜、松散多孔、無層理、無分選，沿陡壁下部分布。,倒石堆,80至90年代初期我國幾次大的崩塌,1980.06，湖北鹽池河磷礦發(fā)生災(zāi)難性大崩塌，高160m，體積約100萬方的山體突然崩塌，沖擊浪將四層大樓拋至河對岸撞碎，280多人喪生。 1987年9月1日凌晨，巫溪縣城南龍頭山發(fā)生大崩塌，摧毀縣電力公司六層樓一幢、私人旅社兩家，民房20余戶，掩埋公路干線70余米，直接經(jīng)濟損失達270萬元。 1992

8、.05寶成線190km處發(fā)生大崩塌，造成運輸中斷長達30多天，搶險費用一千多萬元；由于斷道給四川省和成都市造成的間接損失達數(shù)億元。,2、撒落,撒落：斜坡（3050度）上的風(fēng)化碎石在重力作用下，長期不斷往坡下墜落的現(xiàn)象。 對斜坡改造起重要作用，但不造成重大災(zāi)害 剝蝕地貌：剝蝕坡 堆積地貌：倒石錐 倒石錐的特點：上部細、下部粗，細土充填裂隙；顯示粗略的分選。最厚處在斜坡由陡變緩處。,3、滑坡（Slide）,(1) 定義：斜坡上的巖體或土體在重力作用及水的參與下，沿著一定的滑動面或滑動帶作整體下滑的現(xiàn)象。,滑坡要素示意圖,3、滑坡（Slide）,（2）滑坡要素(圖) A、滑坡體：滑動的巖土體。樹木成

9、“醉漢林”（照片） B、滑動面（帶）：滑坡體移動所經(jīng)過的面 (照片)。 巖質(zhì)滑動面上可見擦痕及磨光面 C、滑床: 滑動面之下，支持滑體而本身未經(jīng)移動的斜坡組成部分。 其他要素（圖）,滑坡形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖（據(jù)嚴欽尚等，2004） 1、滑坡壁；2、滑坡湖；3、第一滑坡臺階；4、第二滑坡臺階；5、醉漢林；6、滑坡舌凹地；7、滑坡鼓丘和鼓張裂縫；8、羽狀裂縫；9、滑動面；10、滑坡體；11、滑坡泉,漁泉河大橋滑坡,榔坪鎮(zhèn)上堡滑坡,漁泉河大橋古滑坡的滑動面和造成的河道堵塞,滑坡體上的醉漢樹及滑坡造成的公路彎曲和路面變形,滑坡體上典型的馬刀樹,張家窩滑坡遠景,張家窩滑坡體上民房被迫上遷,張家窩滑坡體前緣擋土

10、墻,滑坡體前緣擋土墻被錯斷,青藏公路旁新構(gòu)造運動形成的滑坡,3、滑坡（Slide）,（3）滑坡形成的條件 A、巖性：具有易滑地層 B、地質(zhì)構(gòu)造：軟弱面滑動面(圖) C、地貌：2545度的斜坡，有效臨空面 D、氣候和降雨: 滑坡體加重、滑動面抗滑力削弱 E、地震: 滑動面松動、土層液化 F、人工活動： 開挖邊坡邊坡失穩(wěn)并形成有效臨空面、墾荒水土流失、加載下滑力加大。,（3）滑坡形成的條件,A、地形條件 a.在地貌上要有一個有效臨空面。 b.斜坡在2545易發(fā)生滑坡。 c.河流的凹岸易發(fā)生滑坡。,（3）滑坡形成的條件,B、地層巖性 a.第四紀(jì)黏土、黃土。 b.第三紀(jì)、白堊紀(jì)泥巖、頁巖、砂巖、紅土。

11、 c.老地層的泥巖、頁巖、煤系地層。 d.泥質(zhì)類變質(zhì)巖。 e.泥質(zhì)夾層（滑動面）。,C、構(gòu)造條件 形成滑動面： a.斷層、節(jié)理。 b.不整合面。 c.不同地層中的軟弱層。,（3）滑坡形成的條件,D、水文地質(zhì)條件 a.降水。 b.地下水。 原因： a.增加滑坡體的重量。 b.產(chǎn)生浮托力。 c.改變巖土地性質(zhì)強度。 d.水體運動有促進作用。,（3）滑坡形成的條件,E、人類活動 a.增加了有效臨空面。 b.對斜坡的加載作用。 c.破壞斜坡上的覆蓋層。 d.震動作用。 e.增加土體水分。,（3）滑坡形成的條件,3、滑坡（Slide）,（4）滑坡發(fā)生的過程(圖) A、蠕動變形 后部產(chǎn)生斷續(xù)的張裂縫（照片

12、） 中部開始微微蠕動向前擠壓，出現(xiàn)滑動面位移。 B、滑動 上下部同時滑動，后部與邊部裂縫貫通 C、穩(wěn)定階段,滑坡體后緣張裂縫,復(fù)雜地滑構(gòu)造示意圖,（5）滑坡的分類(表),（1）滑坡的物質(zhì)：黃土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基巖滑坡。 （2）巖層產(chǎn)狀與構(gòu)造：順層滑坡、構(gòu)造面滑坡和不整合面滑坡等。 （3）滑坡體厚度：淺層滑坡（數(shù)米）、中層滑坡（數(shù)米至20米）和深層滑坡（20米）。 （4）觸發(fā)原因：人工切坡滑坡、沖刷滑坡、超載滑坡、飽水滑坡、潛水滑坡和地震滑坡。 （5）形成年代：新滑坡、老滑坡和古滑坡。 （6）驅(qū)動形式：牽引滑坡和推動滑坡。,（6）滑坡的特征（野外鑒別標(biāo)志）,A. 地貌標(biāo)志 滑坡后壁：滑

13、坡滑動后，滑坡體上方形成的椅狀地形。 滑坡臺階：滑坡體下滑后，在斜坡上形成的臺階。 滑坡舌：滑坡體前緣，舌狀突出地形。 滑坡鼓丘：在滑坡舌前部，擠壓形成的突起地形。 滑坡洼地：在滑坡臺階后部的反向坡處，地勢相對低洼的地形。 滑坡湖：月牙形,滑坡后壁,滑坡臺階,滑坡舌,滑坡洼地,（6）滑坡的特征（野外鑒別標(biāo)志）,B. 地植物標(biāo)志馬刀樹和醉漢林 滑坡體上的樹木，因滑坡體旋轉(zhuǎn)滑動而歪斜，這種歪斜的樹木稱為醉漢樹。 如果滑坡形成已有相當(dāng)長的一段時間，歪斜的樹干又會慢慢長成彎曲形，叫做馬刀樹。,（6）滑坡的特征（野外鑒別標(biāo)志）,C. 建筑物標(biāo)志 滑坡體上建筑物有開裂、傾斜、下座等受破壞現(xiàn)象，則該滑坡活動

14、跡象明顯，不穩(wěn)定。,3、滑坡（Slide）,（7）滑坡的防治 “防”的兩種含義：預(yù)報、躲避 例子：1985.6.12三峽新灘超大型滑坡成功預(yù)報。3000萬方，1371人安全疏散。 “治”就是阻止滑坡的發(fā)生 主要有三個途徑： 減輕各種因素的作用 改變邊坡內(nèi)部力學(xué)性質(zhì) 直接阻止滑坡啟動發(fā)生,滑坡治理工程框圖,公路護坡,4、斜坡片流作用地貌及堆積物,（1）地貌 剝蝕地貌：細溝（犁溝）。 堆積地貌： 坡積裙（裾）：是坡積物圍繞山坡下部形成的裙邊狀堆積地形。 其寬度在山坡較陡處窄，緩坡地帶則較寬。在平緩丘陵區(qū)坡積裙規(guī)模較大。要注意從坡面坡度、沉積成因等方面等把坡積裙與倒石錐區(qū)別開來。,坡積裙的結(jié)構(gòu),頂部

15、到前緣顆粒由粗變細，碎石/粗砂-細砂/粉砂-粘土 剖面中可看到在粗粒物質(zhì)中夾粘土透鏡體或者較細粒物質(zhì)中夾粗顆粒碎屑透鏡體。 透鏡狀中間厚，兩邊薄,A上緣部 B前緣部 C邊緣部,倒石堆、倒石錐和坡積裙,倒石錐：上部細、下部粗，細土充填裂隙；顯示粗略的分選。最厚處在斜坡由陡變緩處。 倒石堆：巖石碎屑，大小不一，分選差。錐形不太明顯，粘土物質(zhì)很少。 坡積裙：其物質(zhì)通常以砂、粉砂、粉砂質(zhì)粘土為主，偶夾有細小的巖屑礫石，有一定的分選，由坡積裙頂部到前緣顆粒由粗變細。搬運距離不遠，碎屑物的磨圓度很差。,倒石堆、倒石錐和坡積裙,4、斜坡片流作用地貌及堆積物,（2）堆積物坡積物（dl） A、定義 是片流和重力

16、共同作用下，在斜坡地帶堆積的沉積物，其中有時夾有沖溝和重力的粗粒堆積物。 B、巖性 以片流搬運的砂、粉砂和亞粘土為主，其正態(tài)概率為細一段式。角礫以棱角次棱角狀為主，短距離搬運，巖性與斜坡上基巖一致。,（2）堆積物坡積物,C、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造 由于片流往坡下運動速度逐漸變慢，坡積物呈現(xiàn)水平與垂直方向粒度變化。 平面上：具有一定微弱的分帶 近坡部分以粗粒為主，夾細粒碎石砂土透鏡體，寬度和厚度不大。 中部以亞砂土或亞粘土為主，夾少量碎石透鏡體，寬度和厚度最大。 遠坡部分為亞粘土，厚度不大；有時過渡為坡積沖積層。,（2）堆積物坡積物,垂直剖面上：形成自下而上由碎石亞砂土亞粘土構(gòu)成的韻律層。表面發(fā)育古土壤。

17、坡積物層理與坡面傾向、傾角大體一致，巖屑扁平面多順坡向排列，長軸與坡向近垂直。 D、厚度 與斜坡形態(tài)和坡面流速有關(guān)。,三、斜坡地貌的發(fā)展,發(fā)展是指斜坡的高度、坡度、穩(wěn)定性三個方面的變化。 總趨勢：高低；陡緩；不穩(wěn)定穩(wěn)定。 不同坡度，重力作用的方式不同（圖）,不同坡度的重力作用類型,a、b50: 崩塌、錯落、撒落 c-4525：滑動 d-2030：土層蠕動 e20 ： 片流作用,斜坡發(fā)展的兩種基本觀點,W.M.戴維斯“平行下降說”濕潤氣候區(qū) 在坡面流水作用下，斜坡按下凹形坡面平行降低其高度與坡度，最終形成有圓頂殘丘的和緩地形。 M.彭克“平行后退說”干旱氣候區(qū) 改造斜坡的動力為重力作用，在斜坡演化過程中上部重力作用不斷進行，使陡坡不斷平行后退，最終形成有尖頂殘丘和山足剝蝕面的和緩地形。 彭克認為：斜坡的發(fā)展是由于重力作用而非流水作用，即使到晚期仍有崩塌、錯落之類的重力作用發(fā)生。,斜坡發(fā)展的兩種基本觀點,實際情況：斜坡演化受巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、植被和人為活動影響，演變過程復(fù)雜，既有平行下降為主的地區(qū)（濕潤氣候區(qū)）；也有平行后退為主地區(qū)（干燥區(qū)） ，甚